廖煥元，林盛義，程啟彬 (廣東省珠海市香洲區(qū)第二人民醫(yī)院放射科，廣東 珠海 519060)

肩關(guān)節(jié)骨折是臨床常見(jiàn)病，多層CT肩關(guān)節(jié)成像(MSCT)是目前臨床診斷肩關(guān)節(jié)骨折的常見(jiàn)方法之一。近年來(lái)隨著公眾對(duì)放射輻射危害認(rèn)識(shí)的提高，CT輻射成為關(guān)注的焦點(diǎn)[1-3]。研究顯示，等中心CT掃描聯(lián)合迭代重建技術(shù)能夠降低輻射劑量[1-2]。本文通過(guò)對(duì)懷疑肩關(guān)節(jié)骨折患者進(jìn)行常規(guī)劑量、低劑量MSCT掃描，對(duì)比兩組圖像質(zhì)量，探討低千伏、低毫安聯(lián)合迭代重建技術(shù)在降低肩關(guān)節(jié)創(chuàng)傷MSCT成像輻射劑量的可行性。

1 資料與方法

1.1一般資料：選取我院2016年11月30日～2019年6月30日懷疑肩關(guān)節(jié)骨折患者78例為研究對(duì)象，其中72例檢查出骨折，隨機(jī)分成A組、B組，A組管電壓120 kV，管電流150 mAs ，B組管電壓90 kV，管電流100 mAs，男52例，女26例，平均年齡(30.21±17.30)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡≥18歲，明顯外傷病史，肩關(guān)節(jié)骨折手術(shù)、肩關(guān)節(jié)復(fù)位或CT診斷骨折并隨訪(fǎng)證實(shí)患者；排除標(biāo)準(zhǔn)：肩關(guān)節(jié)腫瘤患者。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2MSCTA檢查方法、圖像處理及分析：采用飛利浦 16層螺旋CT機(jī)，準(zhǔn)直16 mm× 0. 75 mm, FOV 180 mm ，矩陣為 512×512 ，層厚 0.75 mm ，螺距0.6 。掃描范圍肩峰至肩胛骨下水平10 mm，仰臥，兩手心向上，連續(xù)掃描，水平定位線(xiàn)為腋中心，A組身體正中線(xiàn)作為垂直定位線(xiàn)，B組鎖骨的中心線(xiàn)作為垂直定位線(xiàn)。對(duì)A組行濾波反投影法，B組行迭代重建，兩組圖像層厚、間隔均為0.725 mm。飛利浦工作站行MPR、VR、CPR重建。圖像分析包括客觀(guān)指標(biāo)(噪聲、SNR 、CNR)及主觀(guān)指標(biāo)(評(píng)分)。由1位主治醫(yī)師測(cè)量橫斷面圖像中骨皮質(zhì)CT值(CT骨)及胸部前壁正常軟組織CT值(CT軟)和肺組織CT值(CT肺)及標(biāo)準(zhǔn)差(SD，SD肺)，測(cè)量3次取平均值，噪聲= SD肺均值，信噪比(SNR)= CT肺/ SD肺均值，對(duì)比信噪比(CNR)=(CT骨- CT軟)/SD肺。主觀(guān)指標(biāo)：由2位高年資影像診斷主治醫(yī)生，對(duì)其行獨(dú)立評(píng)價(jià)。采用4分法對(duì)肩關(guān)節(jié)骨質(zhì)、軟組織顯示情況進(jìn)行評(píng)分：4分：圖像質(zhì)量很好；3分：圖像質(zhì)量好，輕微偽影；2分：圖像質(zhì)量一般，明顯偽影，但仍能做出較正確診斷；1分：圖像質(zhì)量較差或極差，診斷困難甚至無(wú)法正確診斷(見(jiàn)圖1～4)。

同一患者，男62 歲，圖1噪聲 136.71、SNR13.61、CNR 6.83 、CT骨- CT軟1 246.11

圖1橫斷面FBP重建圖2冠狀面FBP重建

圖3-4同一患者，男55歲，主觀(guān)評(píng)分為4分，客觀(guān)評(píng)分圖3噪聲 140.6、SNR7.25、CNR 12.98、CT骨- CT軟1681.6

圖3橫斷面迭代重建圖4冠狀面迭代重建

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：采用SPSS18.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。兩組的噪聲、SNR、CNR、主觀(guān)評(píng)分，采用方差分析進(jìn)行比較，兩組間比較采取SNK法。P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

72例肩關(guān)節(jié)創(chuàng)傷患者，A組36例：?jiǎn)渭兗珀P(guān)節(jié)脫位8例，脫位并肱骨骨折1例，肱骨骨折5例，鎖骨骨折21例，肩胛骨體部粉碎性骨折1例。B組36例，單純肩關(guān)節(jié)脫位7例，脫位并關(guān)節(jié)盂骨折1例，鎖骨骨折24例，肱骨骨折4例。

A組、B組平均噪聲、SNR、CNR等比較，見(jiàn)表1。B組CNR客觀(guān)圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于A組；采用4分法評(píng)價(jià)肩關(guān)節(jié)創(chuàng)傷圖像質(zhì)量，A組肩關(guān)節(jié)創(chuàng)傷為4分，B組骨質(zhì)評(píng)分(3.91±0.28)分，兩組主觀(guān)圖像無(wú)差別，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。

表1 兩組噪聲、SNR、CNR、CT骨- CT軟、主觀(guān)評(píng)分比較

表2 兩組噪聲、SNR、CNR評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)、統(tǒng)計(jì)結(jié)果

注：與A組比較，①P<0.05

3 討論

CT檢查中輻射劑量高的問(wèn)題是臨床關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。文獻(xiàn)報(bào)道顯示100 mSv以下劑量的電離輻射即已具備引發(fā)癌癥的風(fēng)險(xiǎn)[4]。目前有多種降低輻射劑量的措施，如降低管電流、迭代重建技術(shù)等。在本研究中，B組輻射劑量明顯較A組輻射劑量低(約為37.5%)，兩組圖像均能夠滿(mǎn)足臨床診斷需求。

迭代重建技術(shù)：假設(shè)一個(gè)圖像模型為起點(diǎn)，計(jì)算出預(yù)期影像投影，并與實(shí)際投影進(jìn)行對(duì)比，每一次迭代都會(huì)將采集的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)仿真的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)重建圖像和原始投影數(shù)據(jù)一致時(shí)，迭代過(guò)程就會(huì)中止。在此過(guò)程中不斷降低圖像噪聲，經(jīng)過(guò)多次迭代和校正更新重建出高質(zhì)量和低噪聲的圖像。已知的信息不僅能夠起到平滑圖像的作用，還保留了不同結(jié)構(gòu)的對(duì)比信息。與常規(guī)濾波反投影法相比[5-8]，其本身的成像方式具有降低輻射劑量可行性，迭代重建算法所需的投影數(shù)少、具有可在數(shù)據(jù)不完全和低劑量條件下成像達(dá)到高質(zhì)量圖像的優(yōu)點(diǎn)。

醫(yī)用X線(xiàn)球管管電壓均≤140 kV，射線(xiàn)在此能量范圍內(nèi)，隨著X線(xiàn)能量降低，康普頓效應(yīng)減少，光電效應(yīng)增加，組織的衰減系數(shù)上升，CT值增加，與管電壓成反比關(guān)系[9]。有學(xué)者研究得到管電壓對(duì)器官組織CT值是有影響的，影響的大小因組織類(lèi)型不同而不同，低kV組織CT值與高kV組織CT值的差值，隨著組織密度的升高，差值越來(lái)越明顯[10-12]。本研究對(duì)肩關(guān)節(jié)進(jìn)行低管電壓、低管電流CT掃描，A組肩關(guān)節(jié)骨皮質(zhì)的CT均值與前方軟組織CT均值差值為(1 237.3±52.5)HU； B組肩關(guān)節(jié)骨皮質(zhì)的CT均值與前方軟組織CT均值差值為(1 685.3±32.8)HU，骨皮質(zhì)與周?chē)浗M織天然對(duì)比度好，成為雙低CT掃描前提條件，本研究顯示低管電流組CNR更高。見(jiàn)表1，圖1～4。

本研究采用等中心掃描結(jié)合低管電壓、低管電流迭代重建技術(shù)以降低肩關(guān)節(jié)創(chuàng)傷中的CT掃描輻射劑量。CT設(shè)計(jì)制造時(shí)，射線(xiàn)束的投射是被定義在CT機(jī)架的等中心位置，多層螺旋CT的射線(xiàn)束為錐形，在球管及探測(cè)器掃描運(yùn)動(dòng)中，機(jī)架孔中心位置接受的射線(xiàn)多、質(zhì)量好，掃描部位位于機(jī)架孔中心稱(chēng)為等中心，否則會(huì)增加患者的輻射劑量和/或增加圖像噪聲[2]。本研究結(jié)果與閆士舉等研究[13]均得到等中心掃描可降低輻射劑量。根據(jù)閆士舉等研究[13]圖像質(zhì)量相同前提下，與常規(guī)掃描輻射劑量相比較，偏離中心越遠(yuǎn)的靶器官移位到CT掃描機(jī)架中心，降低CT掃描輻射劑量的比例越大(見(jiàn)圖3～4)。

本研究對(duì)76例臨床診斷肩關(guān)節(jié)創(chuàng)傷患者進(jìn)行分組掃描，常規(guī)A組、低劑量B組均采用迭代重建，A組為進(jìn)行FBP重建的A組，A組、B組兩組軸位、矢狀位、冠狀位、VR重建、CPR重建均能滿(mǎn)足臨床診斷需求(圖1～4)。結(jié)果顯示， A組與B組對(duì)比，劑量約降低62.5%，等中心聯(lián)合迭代重建圖像質(zhì)量對(duì)比信噪比優(yōu)于常規(guī)位置FBP組，其余質(zhì)量無(wú)差別。A組、B組噪聲、信噪比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，B組CNR優(yōu)于A組，主觀(guān)圖像質(zhì)量(評(píng)分)、診斷骨折及脫位的準(zhǔn)確性均無(wú)差異；在常規(guī)情況下，隨著輻射劑量的降低、圖像質(zhì)量也相應(yīng)地降低。本研究采用低管電壓、迭代算法和等中心CT掃描，圖像主觀(guān)、客觀(guān)質(zhì)量未見(jiàn)下降，可見(jiàn)雖然輻射劑量降低造成圖像噪聲升高、SNR、CNR降低，但是采用迭代重建聯(lián)合等中心CT掃描足以彌補(bǔ)圖像上升的噪聲和圖像下降的SNR，低管電壓CNR更高。兩組圖像均能夠100%診斷肩關(guān)節(jié)創(chuàng)傷診斷需求。

本研究的局限性：本研究尚未找到在滿(mǎn)足臨床診斷需求情況下圖像質(zhì)量與輻射劑量之間的平衡點(diǎn)，本研究未與DR等其他檢查對(duì)比。

綜上所述，采用等中心雙低CT掃描聯(lián)合迭代重建技術(shù)明顯降低肩關(guān)節(jié)創(chuàng)傷成像的輻射劑量，而對(duì)圖像質(zhì)量無(wú)影響，能夠滿(mǎn)足臨床診斷需求。迭代重建技術(shù)降低輻射劑量效果顯著，在肩關(guān)節(jié) CT檢查中具有較好的應(yīng)用前景。